Перейти к содержимому
Форум журнала практической электроники «Датагор»
Гость Evgeni45

Самодельный пистонфон - устройство для точной калибровки микрофонов

Рекомендованные сообщения

Гость Evgeni45

Привожу схему и расчетные формулы для расчета пистонфона.

В камере перемещается по гармоническому закону с амплитудой Xm поршень 3 площадью S, вытесняющий из объема V0 камеры 2 переменный объем, равный S·Xm. Он приводится в движение, например, кривошипным механизмом. Амплитуду колебаний поршня измеряют измерительным микроскопом или микрометром.

Акустическое давление в камере Pm находят из соотношения:

 

Pm = γ К Р0 (S·Xm / V0 ), (4.5.1)

 

где γ = Ср /СV - отношение удельных теплоемкостей,

 

Ро - давление в камере до начала перемещения поршня.

 

Обычно для перемещения поршня применяют микродвигатель с эксцентриком.

Хотел бы найти единомышленников для изготовления пистонфона в натуре, имеющего доступ к токарным работам. Чертежи пистонфона с моторчиком могу подготовить.

 

Евгений

Москва

post-23765-1416824811_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость Evgeni45

Итого расчет показывает, что при размере камеры дюйм на дюйм (∅), диаметре 2х поршеньков по 5 мм и их ходе 0.2 мм, атмосферном давлении 102 кПа звуковое давление в камере будет порядка 425044 мкПа

Изменено пользователем Evgeni45

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость Evgeni45
Итого расчет показывает, что при размере камеры дюйм на дюйм (∅), диаметре 2х поршеньков по 5 мм и их ходе 0.2 мм, атмосферном давлении 102 кПа звуковое давление в камере будет порядка 425044 мкПа

В децибелах это будет:

L дб=20lg425044/20 итого 86 дБ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость Evgeni45
В децибелах это будет:

L дб=20lg425044/20 итого 86 дБ

Ну, что, господа самодельщики.

Расчеты для стандартного уровня звука 124 дБ при частоте 251 Гц, выполнил, профиль кулачка рассчитал, метод его изготовления разработал, эскизы деталей подготовил.

Дело за малым - изготовить пистонфон в железе. Могу взять на себя изготовление в металле кулачков и поршеньков. Кто заинтересован и возьмется изготовить корпусные детали - пишите мне на МЭЙЛ или в личку.

Так как чертежи и расчеты это все таки продукт интеллектуального труда, то они пока в свободном доступе опубликованы не будут, только после изготовления макетных образцов пистонфона.

 

Евгений

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Евгений, поделитесь с общественностью хотя-бы общим описанием проекта. Что за девайс такой, что им можно делать, что именно вы с его помощью собираетесь делать. А то так никто ничего и не напишет)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость Evgeni45
Евгений, поделитесь с общественностью хотя-бы общим описанием проекта. Что за девайс такой, что им можно делать, что именно вы с его помощью собираетесь делать. А то так никто ничего и не напишет)

 

Суть дела в том, что очень многие хотят иметь (создать, сделать) совершенную акустическую систему. И им кажется, что они ее сделали, оценивается обычно система на слух, вот, например, поставил я позолоченные провода или сварил старые бумажные конденсаторы в масле и звук стал намного лучше и др. Но, такая оценка является чисто субъективной и не поддается измерению.

Так вот, чтобы правильно оценить качество системы и ее параметры нужны измерительные приборы, в частности хорошие микрофоны и самое главное средства их калибровки.

Ведь недостаточно получить осциллограмму записи звука на цифровом осциллографе или спектрометре (тут компьютер незаменим), а надо более менее точно знать уровень звука либо в мкПа или в дБ, так как кривая чувствительность уха человека существенно зависит от уровня громкости (звукового давления).

Вот именно поэтому при работе с микрофоном необходимо его калибровка. Одним из таких приборов и является пистонфон, который позволяет говорить уже о конкретных уровнях звукового давления в терминах дБ или мкПа и соответственно связывать их с кривой чувствительности уха на разных частотах.

Пистонфон создает очень точное нормированное эталонное звуковое давление практически синусоидальной формы. При известном навыке можно даже видеть искажения, вносимые микрофоном ну, например, электрический сигнал с микрофона не синусоидальный, а искаженный, это на глаз хорошо видно, а с помощью спектрометра вообще измеряется вполне конкретно.

Так можно не только калибровать микрофоны, определять их чувствительность, привязывать их к конкретным дБ, но и достаточно просто оценивать их АЧХ.

 

Евгений

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А не могли ли бы Вы описать вкратце методику калибровки микрофона с помощью пистофона?

Именно в диапазоне частот. Как все работает на 251 гц более менее понятно, можно точно определить чувствттельность микрофона на этой частоте. А дальше? Нужна же частотная характеристика во всем диапазоне.

Менять частоту оборотов моторчика?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость Evgeni45
А не могли ли бы Вы описать вкратце методику калибровки микрофона с помощью пистофона?

Именно в диапазоне частот. Как все работает на 251 гц более менее понятно, можно точно определить чувствттельность микрофона на этой частоте. А дальше? Нужна же частотная характеристика во всем диапазоне.

Менять частоту оборотов моторчика?

Точная калибровка проводится на одной частоте и именно так рекомендуют делать все известные производители конденсаторных микрофонов. Это или 250 Гц (стандарт) или можно изготовить эксцентрик с увеличенным количеством выступов и калибровать на повышенных частотах. Преимуществом описанного поршневого пистонфона является возможность определения уровня звукового давления просто на основании измерения механического перемешения поршней, что достаточно просто и обеспечивает погрешность расчета звукового давления менее чем ±1 дБ, чего более чем достаточно для любительской практики.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Точная калибровка проводится на одной частоте и именно так рекомендуют делать все известные производители конденсаторных микрофонов. Это или 250 Гц (стандарт) или можно изготовить эксцентрик с увеличенным количеством выступов и калибровать на повышенных частотах. Преимуществом описанного поршневого пистонфона является возможность определения уровня звукового давления просто на основании измерения механического перемешения поршней, что достаточно просто и обеспечивает погрешность расчета звукового давления менее чем ±1 дБ, чего более чем достаточно для любительской практики.

Простите, про калибровку на одной частоте все понятно, преимущества прибора ясны,

как быть калибровкой АЧХ микрофона???

Вы же не ответили на вопрос.

Или по вашему достаточно знать точную чуствительность микрофона на одной частоте и можно снимать АЧХ динамиков? Если да, то как?

Т.е сей вопрос как то остался за бортом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость Evgeni45
Простите, про калибровку на одной частоте все понятно, преимущества прибора ясны,

как быть калибровкой АЧХ микрофона???

Вы же не ответили на вопрос.

Или по вашему достаточно знать точную чуствительность микрофона на одной частоте и можно снимать АЧХ динамиков? Если да, то как?

Т.е сей вопрос как то остался за бортом.

Сейчас практически все работают с конденсаторными микрофонами (электретными - что практически одно и тоже). Особенность этих микрофонов в том, что они имеют практически линейную АЧХ ± 1-2 дБ, при нормально натянутой мембране, их резонансная частота выше 20 кГц и существенно задемпфирована особенно у микрофонов типоразмера 1/4 или 1/8 дюйма. См. Техникал Ревью Брюль и Кьер и др производителей.

АЧХ может измениться только если надавить пальцем на мембрану и растянуть ее или если мембрана касается чего либо. Так вот такие неисправности микрофона легко диагностируются при помощи пистонфона и осциллографа. Для снятия всей АЧХ микрофона до 15 - 20 кГц метод поршневого пистонфона не применяется, в этом просто нет необходимости. Дело в том, что в ограниченном обьеме 15 -20 см куб. практически нет резонансов на частотах пистонфона. Но как только Вы вынимаете микрофон из камеры пистонфона, то тут Вы и можете получить кучу резонансов, всплесков и провалов, якобы микрофона.

На самом деле это будут не резонансы микрофона или искажения его АЧХ, а это будет интерференция звуковых волн в той или иной точке пространства. Все это проверено более чем 20 практикой акустических измерений.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ага.., прямого ответа не дождетесь? Правильно?

Тогда вопрос: зачем нужен прибор, который с дикой точностью может то, что нужно так редко, что можно считать и не нужно вовсе, и наоборот нифига не может то, то крайне необходимо.

Зы. Про линейную АЧХ электретов вы погорячились...слово "практически " не в счет, когда речь о калибровке.

Изменено пользователем dimonos

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость Evgeni45
Ага.., прямого ответа не дождетесь? Правильно?

Тогда вопрос: зачем нужен прибор, который с дикой точностью может то, что нужно так редко, что можно считать и не нужно вовсе, и наоборот нифига не может то, то крайне необходимо.

Зы. Про линейную АЧХ электретов вы погорячились...слово "практически " не в счет, когда речь о калибровке.

 

Что то мне кажется, что мы отвлекаемся от прямого вопроса темы. Кто хочет поучаствовать в изготовлении пистонфона. Вопросы о том нужен он или нет к данной теме вообще то не относятся. А то, что без него не проводится ни одно более менее точное и значимое измерение не подлежит сомнению. Ибо рыночная стоимость пистонфонов начинается от 20 - 30 тыс руб.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу

︽ Наверх страницы ︽
×